Tehnologija Rail Pad proti-staranju in zasnova, prilagodljiva ekstremnim okoljem
Katere so glavne manifestacije in vzroki staranja okvare tirnih blazinic?
Glavne manifestacije okvare tirnih blazinic zaradi staranja vključujejo elastično razpadanje, površinske razpoke in čezmerno stiskanje. Elastično razpadanje je najbolj kritičen način okvare, ki ga povzroča zlom gumijastih molekularnih verig v materialu blazinice pod ultravijoličnim sevanjem in temperaturnimi spremembami, kar vodi do povečanja elastičnega modula in zmanjšanja zmogljivosti blaženja udarcev. Površinske razpoke povzroča foto-oksidativni učinek staranja ultravijoličnega sevanja. Ultravijolično sevanje uniči navzkrižno povezano strukturo molekul kavčuka, zaradi česar površina blazinice izgubi žilavost in nastanejo mrežaste razpoke. Razpoke, globlje od 1 mm, pospešijo notranje staranje blazinice. Prevelika kompresijska napetost se nanaša na nezmožnost blazinice, da se vrne v prvotno obliko pod dolgotrajno-obremenitvijo, pri čemer deformacija presega 10 %. To je posledica nezadostne odpornosti na tlačno utrujenost v materialu blazinice, kar ima za posledico nepopravljivo deformacijo molekularnih verig pri ponavljajočem se stiskanju. Okvara tirnih blazinic zaradi staranja je prav tako tesno povezana z okoljskimi dejavniki. Visoko{13}}temperaturna okolja pospešijo termo-oksidativno staranje gumijastih molekul, medtem ko izjemno hladna okolja zmanjšajo žilavost materiala blazinice, zaradi česar je nagnjen k krhkemu lomu. Kisline in alkalije v zelo korozivnih okoljih razjedajo površino blazinice in poškodujejo strukturo materiala. Poleg tega lahko nepravilna namestitev gosenic tudi pospeši staranje. Na primer, vrzeli med gosenico in pragom lahko privedejo do lokalne koncentracije napetosti, kar pospeši staranje gosenice zaradi utrujenosti.
Kakšni so ukrepi za izboljšanje sestave materiala za preprečevanje-staranja gosenic?
Ukrepi za izboljšanje formulacije materiala za preprečevanje staranja gosenic se v glavnem vrtijo okoli treh vidikov: modifikacija materiala matrice, dodajanje sredstev proti staranju in optimizacija polnil. Matrični material uporablja etilen propilen dien monomer (EPDM) gumo namesto tradicionalne naravne gume. EPDM guma ima odlično vremensko odpornost in odpornost proti staranju; njegova odpornost proti ultravijoličnemu staranju je več kot trikrat večja kot pri naravnem kavčuku, kar učinkovito upočasni zlom molekularnih verig. Dodatek sredstev proti- staranju je ključen za izboljšanje formule. Sprejet je sestavljen sistem proti-staranju "antioksidant + UV absorber + svetlobni stabilizator". Izbrani so ovirani fenolni antioksidanti, pri čemer je količina dodatka nadzorovana na 0,5 %-1,0 %, ki lahko zavirajo termo-oksidativno staranje gume. Izdelki benzotriazola so izbrani kot absorberji UV-žarkov, pri čemer je količina dodatka nadzorovana na 1,0 %-1,5 %, ki lahko absorbirajo UV-žarke in zmanjšajo foto-oksidativno staranje. Zavirani aminski produkti so izbrani kot svetlobni stabilizatorji, pri čemer je dodana količina nadzorovana na 0,8 %-1,2 %, kar lahko zajame proste radikale in upočasni proces staranja. Optimizacija polnila uporablja nano-kalcijev karbonat za zamenjavo tradicionalnega lahkega kalcijevega karbonata. Velikost delcev nano-kalcijevega karbonata je nadzorovana pri 50-100 nm, ki jih je mogoče enakomerno razpršiti v gumijasti matriki, s čimer se izboljša odpornost blazinice na stiskanje in zmanjša stopnja stiskanja s 15 % na manj kot 8 %. Po izboljšanju formule mora material blazinice prestati teste pospešenega staranja. Po 1000-urnem staranju pri 70 stopinjah pod UV-sevanjem mora biti stopnja spremembe modula elastičnosti manjša od ali enaka 10 % in ne sme biti površinskih razpok, kar izpolnjuje zahteve zasnove proti staranju.
Kakšna je shema načrtovanja prilagodljivosti za gosenice-za visokotemperaturno okolje?
Shema zasnove prilagodljivosti za gosenice za visoko-temperaturno okolje sprejme dvojno strategijo spreminjanja toplotne odpornosti materiala in zasnovo strukturnega odvajanja toplote. Za modifikacijo toplotne odpornosti materiala so dodatki, odporni na toploto-, dodani formuli EPDM gume z uporabo organosilikonskih toplotno-odpornih sredstev, pri čemer je količina dodatka nadzorovana na 2,0 %-2,5 %. To poveča temperaturo toplotne odpornosti blazinice, kar ji omogoča, da ohrani stabilne elastične lastnosti tudi pri 120 stopinjah. Hkrati se prilagodi postopek vulkanizacije, ki uporablja visoko-temperaturo,-kratkočasno vulkanizacijo. Vulkanizacijska temperatura je nadzorovana pri 180-190 stopinjah, čas vulkanizacije pa je nadzorovan pri 10-15 minutah, kar ima za posledico stabilnejšo navzkrižno povezano strukturo in izboljšano odpornost proti staranju pri vročini. Strukturna zasnova za odvajanje toplote vključuje utore za odvajanje toplote na površini blazinice s širino 5 mm, globino 3 mm in razmikom 10 mm. To poveča območje odvajanja toplote blazinice, pospeši odvajanje toplote in zmanjša delovno temperaturo blazinice. Poleg tega je toplotno prevodna silikonska podloga s toplotno prevodnostjo večjo ali enako 1,0 W/(m・K) položena med podlogo in podlogo, ki hitro prenaša toploto, ki jo podloga absorbira, na podlogo in preprečuje kopičenje toplote. Ko je zasnova prilagodljivosti končana, se izvede preskus staranja pri visoki temperaturi. Po postavitvi v okolje 120 stopinj za 1000 ur je elastična stopnja upadanja blazinice manjša ali enaka 8 %, kompresijska stopnja pa je manjša ali enaka 10 %, kar ustreza servisnim zahtevam za visokotemperaturna okolja.
Kakšni so načrtovalski ukrepi za-izboljšanje žilavosti tirnih blazin v hladnih okoljih?
Projektni ukrepi za izboljšanje žilavosti za gosenice v-visokih in hladnih okoljih v glavnem vključujejo dva vidika: modifikacijo žilavosti materiala in konstrukcijsko zaščito proti-krhkosti. Modifikacija utrjevanja materiala vključuje dodajanje sredstev za utrjevanje v formulacijo EPDM gume, pri čemer se kot komponenta za utrjevanje uporablja butil kavčuk, pri čemer je količina dodatka nadzorovana na 10%-15%. Butilna guma ima odlično prožnost pri nizkih-temperaturah, kar lahko izboljša delovanje blazinice proti-krhkosti v okoljih z nizkimi{10}}temperaturami. Hkrati se dodajo sredstva proti zmrzovanju z uporabo sredstev proti zmrzovanju na osnovi poliola-, pri čemer je količina dodatka nadzorovana na 1,0 %-1,5 %, kar lahko zniža temperaturo posteklenitve materiala blazinice, kar mu omogoča, da ohrani dobro prožnost tudi pri -40 stopinjah. Strukturna zasnova proti -krhkosti nadomešča ostre vogalne prehode blazinice z velikimi zaobljenimi prehodi R10 mm, odpravlja točke koncentracije napetosti in preprečuje krhkost, ki jo povzroča koncentracija napetosti v nizko{23}}temperaturnih okoljih. Poleg tega je sprejeta večplastna strukturna zasnova z visoko{26}}žilastim materialom za površinsko plast in visoko-elastičnim materialom za notranjo plast. Debelina površinske plasti je nadzorovana na 2 mm, da prenese udarce pri nizkih temperaturah, medtem ko je debelina notranje plasti nadzorovana na 8 mm, da se zagotovi učinkovitost blaženja udarcev. Ko je zasnova za izboljšanje žilavosti končana, je potreben preskus udarca pri nizki temperaturi. V okolju -40 stopinj je 2 kg težko kladivo padlo z višine 1 m na blazino. Blazinica velja za 合格 (kvalificirano), če ni razpok ali poškodb in izpolnjuje zahteve za uporabo v izjemno mrzlih okoljih.
Katere so glavne metode in sprejemljivi standardi za preskušanje učinkovitosti proti-staranju tirnih ploščic?
Osnovne metode za preizkušanje učinkovitosti proti-staranju tirnih ploščic vključujejo tri kategorije: preskus pospešenega staranja, ciklični preskus pri visoki in nizki temperaturi ter preskus izpostavljenosti na terenu. Preskus pospešenega staranja uporablja preskusno komoro za staranje s ksenonsko žarnico za simulacijo ultravijoličnega obsevanja in visoko{2}}temperaturnega okolja. Testni pogoji so: jakost svetlobe 60 W/m², temperatura 70 stopinj in testni čas 1000 ur. Po preskusu se izmeri stopnja spremembe modula elastičnosti, tlačna trdnost in stanje površine blazinice. Pri visoko- in nizkotemperaturnem cikličnem preskusu se uporablja visoko- in nizkotemperaturna preskusna komora s temperaturnim razponom od -40 stopinj do 120 stopinj in 100 ciklov. Vsak cikel vključuje 2-urno zadrževanje pri visoki-temperaturi in 2-urno zadrževanje pri nizki temperaturi. Po preizkusu se izmeri videz in mehanske lastnosti blazinice. Preizkusi izpostavljenosti na terenu se izvajajo v tipičnih ekstremnih okoljih, kot so puščave z visoko temperaturo, hladna območja permafrosta in obalna solna razpršena območja, pri čemer so blazinice eno leto izpostavljene vremenskim vplivom z občasnim spremljanjem sprememb delovanja. Merila sprejemljivosti vključujejo: po preskusih pospešenega staranja je stopnja spremembe modula elastičnosti manjša ali enaka 10 %, stopnja stiskanja manjša ali enaka 8 % in brez površinskih razpok; po cikličnih preskusih pri visokih in nizkih temperaturah ni razpok ali deformacij; in po preskusih izpostavljenosti na terenu, stopnja poslabšanja delovanja manjša ali enaka 15 %. Stopnja prehoda za vsako serijo ploščic mora biti večja ali enaka 99 %, vse nekvalificirane izdelke pa je treba zavreči, da se zagotovi zanesljivost inženirskih aplikacij.